Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин и орудий

Изобретение относится к техническим средствам для лабораторно-полевых исследований сельскохозяйственных машин и орудий, навешиваемых на мобильные энергетические средства, и может применяться для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин и энергетической оценке механизированных работ в сельскохозяйственном производстве.

Известно устройство для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин, содержащее тяги трехточечной навесной системы и тензометрические пальцы с закрепленными снаружи тензодатчиками, в котором, с целью обеспечения независимости показаний тягового сопротивления от точки приложения силы, оно снабжено соединенными между собой тензометрическими пальцами и опорными плитами с отверстием посредине, одна из которых шарнирно соединена с тягами навесной системы, при этом тензометрические пальцы выполнены восьмигранными и полыми, а внутри каждого пальца закреплены тензодатчиками (А.с. СССР №1175375, МПК А01В 67/00, 1985).

Недостатком известного устройства является негативное влияние боковой составляющей тягового усилия, например, от плуга, на определения продольного усилия, что снижает точность измерения.

Известно также устройство для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин, содержащее опорную плиту со скобой для тяги навесной системы трактора и опорную плиту для автосцепного устройства, связанные тензопальцами с тензодатчиками, в котором, с целью повышения точности измерения боковой и вертикальной составляющих тягового сопротивления в продольно-вертикальной плоскости, в опорной плите со скобой выполнены пазы, расположенные взаимно перпендикулярно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а другая плита снабжена дополнительными консольно закрепленными радиальными шарикоподшипниками, размещенными в пазах первой плиты (А.с. СССР №1605950, МПК А01В 67/00, G01L 1/26, 1990).

Недостатком известного устройства является недостаточная его чувствительность, в частности нижнего порога при определении тягового сопротивления навесного орудия, при этом уменьшение диаметра тензометрических пальцев с наклеенными тензорезисторными датчиками сопротивления ограничено снижением надежности устройства.

Наиболее близким аналогом является устройство для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин, содержащее переднюю опорную плиту со скобами для тяг навесной системы трактора и заднюю опорную плиту для автосцепного устройства, связанные тензометрическими звеньями с тензодатчиками, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для блокировки задней опорной плиты, имеющим силовой цилиндр, конусовидную головку, дистанционную и центрирующую втулки с коническими поверхностями, причем силовой цилиндр закреплен на передней опорной плите посредством фланца со стороны расположения скоб и равноудален от тензометрических звеньев, совмещенных со скобами для тяг навесной системы для обеспечения регистрации составляющих продольной компоненты тягового сопротивления, конусовидная головка смонтирована на штоке силового цилиндра, который размещен в отверстии дистанционной втулки, закрепленной на передней опорной плите и взаимодействующей внутренней конической поверхностью с наружной конической поверхностью центрирующей втулки, смонтированной на задней опорной плите (патент РФ №2067800, МПК ⁷: А01В 67/00. Салдаев A.M., Заявка №9194024340, 29.06.1991).

Недостатком известного устройства является низкие надежность и точность измерения, обусловленные повышенными требованиями к расположению тензорезисторных датчиков.

Задача, решаемая заявленным устройством - повышение точности определения горизонтальной компоненты тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин и орудий.

Технический результат - устранение влияния боковых и вертикальных составляющих со стороны тяг гидронавесной системы трактора на измеряемое горизонтальное усилие тягового сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин, содержащем трактор с гидронавесной системой, навесное орудие, промежуточную плиту, согласно изобретению, снабжено закрепленными на промежуточной плите с возможностью поворота горизонтально расположенными основным и вспомогательным валами, на которых вертикально жестко установлены рычаги одинаковой длины, к концам которых шарнирно присоединены тяги гидронавесной системы трактора, на упомянутых валах горизонтально жестко закреплены вспомогательные рычаги, соединенные между собой шарнирной тягой, при этом к одному из валов жестко прикреплен измерительный рычаг, конец которого опирается о датчик усилия, смонтированный на промежуточной плите.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, а на фиг. 2 - силовая схема взаимодействия его.

Устройство состоит из промежуточной плиты 1, соединяющей трактор 13 с навесной машиной (не показано). К промежуточной плите 1 с помощью подшипниковых узлов 2 горизонтально прикреплены основной 3 и вспомогательный 4 валы, на которых вертикально жестко установлены рычаги 5, 6, 7 одинаковой длиной h. К их концам шарнирно присоединены тяги 8, 9, 10 навесной системы трактора 13. К валам 3 и 4 горизонтально жестко прикреплены вспомогательные рычаги 11 и 12, соединенные между собой шарнирной тягой 14. Измерительный рычаг 15 длиной h₁ жестко прикреплен к валу 3, а концом упирается в датчик усилия 16 (например, тензобалку), смонтированный на промежуточной плите 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Во время движения трактора со стороны тяг навески 8, 9, 10 на рычаги 5, 6, 7 действуют усилия Р_Л, Р_П, Р_В в произвольных направлениях. Каждое усилие можно разложить на 3 вектора (фиг. 2) - вертикальный Р^В, горизонтальный Р^Г и осевой Р^О. Сумма всех горизонтальных составляющих Р^Г_Л, Р^Г_В, Р^Г_П будет равна горизонтальному усилию Р_Т со стороны навесной машины на трактор. Вертикальные и осевые усилия не создают крутящих моментов вокруг продольной оси вала 3 (фиг. 1), а горизонтальные усилия создают крутящие моменты М_Л, М_П, М_В. Суммарный момент М (фиг. 2) составляет

М=М_Л+М_П+М_В.

Усилие Р (фиг. 1), воздействующее на датчик усилия 16, равно

Тогда искомая горизонтальная сила Р_Т, воздействующая на трактор:

Заявленное устройство обеспечивает передачу на силоизмерительное устройство усилия только от горизонтальных составляющих сил в тягах навесной системы трактора, исключая вертикальные и осевые (по отношению к валу 3) составляющие.

Применение заявленного технического решения, за счет описанной совокупности существенных признаков, обеспечивает устранение влияния боковых и вертикальных усилий со стороны тяг гидронавесной системы трактора на измеряемое горизонтальное усилие, что повышает точность его определения.